03.02.2026. Біологія і екологія. Урок 37 (для 100 трактористів)

Законспектуйте нижче поданий матеріал в робочий зошит(матеріал помічено темним кольором та крупніщим шрифтом).

На закріплення зробіть тести.

Тема.Симбіоз та його форми

План.

1.	Суть сучасних наукових уявлень про симбіоз
2.	Основні форми симбіозу
3.	Роль симбіозу в еволюції

1. Суть сучасних наукових уявлень про симбіоз

 

Генріх Антон де Барі (1831 - 1888) — німецький ботанік і мікробіолог, один із засновників мікології. Учений дослідив життєві цикли багатьох виді грибів, відкрив запліднення у грибів, створив першу філогенетичну класифікацію грибів. Увів у науку в 1879 році поняття «симбіоз» і «мутуалізм» (на прикладі лишайників). Генріх Антон де Барі вказував, що «серед багатьох чинників взаємовпливи організмів різних видів мають особливе значення».

Симбіоз — явище закономірного співжиття організмів різних систематичних груп. Це особлива стратегія адаптацій живого до середовища існування, що досягається через об'єднання різних організмів для поліпшення живлення, дихання, розмноження, поширення, оселення, побудови гнізд чи схованок, захисту від ворогів тощо

У сучасній екології поняття симбіозу поглиблюється і розширюється. Симбіотичними можуть бути відносини неклітинних форм життя з клітинними організмами, неспроріднених клітин у межах організму, між організмами одного виду, між організмами різних видів у межах екосистеми тощо. Сибіотичні взаємність і кооперація настільки поширені в живій природі, що розглядаються як один із законів життя. Через те в екології симбіоз вивчають не лише в екологічному аспекті, а й у біохімічному, популяційному, еволюційному тощо.

 

Прояви симбіозу можна відшукати на всіх рівнях життя, в усіх групах організмів. Так, під час утворення бактеріоризи у бульбочках бобових з'являється червоний ферумовмісний білок — леггемоглобін. Молекули цього глікопротеїну складаються з гему, що синтезується бактеріями, та глобіну, утвореного клітинами рослини. Класичним прикладом симбіозу на організмовому рівні є лишайники. Прояви симбіозу на біогеоценозному рівні пов'язують з екосистемами коралових рифів, які можуть існувати лише завдяки взаємовигідному співіснуванню коралових поліпів з одноклітинними водоростями — зооксантелами. Основою екосистем чорних курців також є симбіотичні відносини вестиментифер із хемотрофними бактеріями.

 

Адаптивна цінність симбіозу визначається тим, що співіснування біосистем підвищує загальну адаптованість до середовища існування завдяки використанню оособливостей, що вже існували до цього. Окремий організм не володіє комплексом найкращих адаптацій до всіх екологічних чинників. Наприклад, квіткові рослини завдяки фотосинтезу забезпечують ефективне автотрофне живлення, але не здатні до локомоції, тому не можуть поширювати насіння на великі відстані.

 

Симбіоз розглядають як багатокомпонентну систему, в якій є один домінантний симбіон і декілька асоціативних. Наприклад, лишайники окррім гриба та одноклітинних зелених водоростей містять ще ціанобактерії, які здійснюють азотофіксацію.

 

Розвиваються уявлення й про те, що симбіоз є надорганізмовою системою, в якій можуть відбуватися переходи від однієї форми симбіозу до іншої. Наприклад, бульбочкові бактерії з мутуалістичних можуть перетворюватися на паразитичні. У деяких випадках організми, що традиційно належать до коменсалів, можуть стати патогенними. Прикладом є кишкова паличка, яка живе в кишечнуку людини як коменсал, але за певних умов стає паразитом.

 

Симбіоз сприяє збільшенню біорізноманіття, оскільки внаслідок тісного взаємозв'язку може формуватися новий організм з новими властивостями (наприклад, ліхенізовані гриби). Інколи, завдяки симбіотичним відносинам життя організмів стає можвивим в умовах, що є непридатними для самостійного існування (наприклад, вестиментифери).

Симбіоз у сучасному розумінні є не лише способом  організації взаємовідносин, а й стратегією кооперативної адаптації неспоріднених біосистем у стабільну симбіотичну систему з наявними стійкими обов'язковими зв'язками.

2. Основні форми симбіозу

Сучасні дослідження розкрили надзвичано різноманітний характер симбіотичних відносин: мутуалістичні взаємовигідні й паразитичні зі шкідливим впливом, обов'язкові облігатні (виникає залежність між симбіонтами, поза якою самостійне існування неможливе) й необов'язкові факультативні (кожний із симбіонтів за відсутності іншого може жити самостійно), контактні й дистантні, внутрішні ендосимбіотичні (у клітинах або всередині організмів) і зовнішні ектосимбіотичні (на поверхні тіла організмів). За характером взаємодії розрізняють такі основні форми симбіозу, як мутуалізм, коменсалізм і паразитизм. 

Мутуалізм — форма симбіозу, за якої співіснування є корисними та обов'язковим для обох симбіонтів.

Класичним прикладом відносин є відносини раків-самітників з актиніями. Рак перебуває під захистом жалких клітин актинії, а його активність допомагає актинії добувати їжу. Ілюстрацією мутуалізму також є бактеріориза між азотофіксуючими актинобактеріями й коренями вільхи, мікориза орхідей з грибами, співіснування термітів, джгутикових і бактерій, квіткових рослин з комахами-запилювачами, взаємозв'язок між саламандрою амбістомою плямистою і зеленою водорістю яйцелюбою амбістомовою тощо.

Коменсалізм — форма симбіозу, за якої один із симбіонтів отримує користь від сумісного існування, не завдаючи шкоди іншому.

Ця форма симбіозу об'єднує взаємодії, під час яких коменсал може отримувати від організму-хазяїна не тільки їжу (акули й рибки-лозмани), а й захист від ворогів (риби-клоуни й актинії), домівку (птахи дуплогнізники й старі дерева), використовувати його як транспортний засіб (риби-прилипали й черепахи) або опору (епіфітні папороті й дерева). Коменсалізм може проявлятися у формах квартиранства (наприклад, відкладання гірчаком ікри в черепашку беззубки річкової), або нахлібництва (наприклад, жуки, які живуть у мурашнику і виманюють їжу в мурашок) тощо.

Паразитизм — форма симбіозу, за якої один з симбіонтів отримує користь від сумісного існування і завдає шкоди іншому.

Наприклад, фітофтора на картоплі, людська аскарида в тонкому кишечнику людини.

Основними формами симбіозу є мутуалізм, коменсалізм і паразитизм.

3. Роль симбіозу в еволюції

Симбіоз — це не лише тип відносин між організмами і стратегія адаптацій, а й важливий магістральний шлях біологічної еволюції. Тривале співіснування простих клітин або організмів привело до виникнення складніших й адаптованіших біосистем. Так, завдяки ендосимбіозу первісних клітин з аеробними бактеріями й ціанобактеріями з'явилися еукаріотичні клітини. Завдяки первинному симбіозу ціанобактерій з еукаріотичними клітинами виникли глаукофітові й червоні водорості та зелені рослини, яких об'єднують у сучасній системі еукаріотів у групу Архепластиди. Вторинний симбіоз еукаріотичних клітин з одноклітинними зеленими водоростями привів до виникнення евгленозой.

 

Вихід рослин на суходіл не зміг би відбуватися, як стверджують науковці, без симбіозу рослин з грибами. Стрімке завоювання квітковими рослинами планети та їхнє надзвичайне розмаїття значною мірою зумовлено симбіозом з комахами. Приваблюючи комах нектаром і використовуючи їх як запилювачів, квіткові рослини різко збільшили ефективність запилення, а кооперація з квітковими сформувала в процесі коеволюції метеликів, бджіл, джмелів і т.д.

Симбіоз є магістальним шляхом прогресивної еволюції органічного світу та збільшення біорізноманіття планети.

ТЕСТИ

1.Вибери характеристику мутуалізму:

·        форма симбіозу, за якої співіснування є корисними та обов'язковим для обох симбіонтів

·        форма симбіозу, за якої один із симбіонтів отримує користь від сумісного існування організмів, при цьому не завдаючи шкоди іншому

·        форма симбіозу, коли один з симбіотичних організмів отримує користь від сумісного існування і завдаючи шкоди іншому

           2. Вибери вид взаємодії симбіотичних організмів за характеристикою — форма симбіозу, за якої співіснування організмів є обов'язковим та корисним для обох симбіонтів:

·        коменсалізм

·        паразитизм

·        мутуалізм

   3. Укажи приклади паразитичних відносин організмів:

·        захист від ворогів при взаємоіснування риб-клоунів й актиній, отримання від організму-хазяїна їжі при взаємоіснуванні акули й рибки-лозмани

·        відносини раків-самітників з актиніями

·        співіснування квіткових рослин з комахами-запилювачами, взаємозв'язок між саламандрою амбістомою плямистою і зеленою водорістю яйцелюбою амбістомовою

·        використання епіфітними папоротями дерев як опори

·        фітофтора, що росте на картоплі

4. Вибери характеристику факультативних симбіотичних відносин:

·        кожний із симбіонтів за відсутності іншого може самостійно існувати

·        форма симбіотичних відносин, які відбуваються у клітинах або всередині живих організмів

·        форма симбіотичних відносин, які відбуваються на поверхні тіла живих організмів

·        виникає залежність між симбіонтами, поза якою самостійне існування організмів неможливе

5. Вибери характер симбіотичних відносин — симбіотичні відносини у клітинах або всередині живих організмів:

·        ендосимбіотичні відносини

·        факультативні відносини

·        ектосимбіотичні відносини

·        облігатні відносини